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简单机械和功知识点.doc
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简单机械和功知识点总结
认识和利用杠杆
杠杆
杠杆的定义:在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。
影响杠杆的五要素:
支点:杠杆绕着转动的固定点;
动力:使杠杆转动的力F1;
阻力:阻碍杠杆转动的力F2;
动力臂:从支点到动力作用线的距离;
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离;
(方法提示:一找点;二画线;三作垂线段)
杠杆的平衡条件
杠杆的平衡:杠杆处于静止或匀速转动状态
杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1= F2
或:动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。即力与力臂成反比。
三种杠杆及应用举例:
省力杠杆:当时,F1F2。例:扳手,撬棍,指甲刀。
费力杠杆:当时,F1F2。例:钓鱼杆,船桨。
等臂杠杆:当=时,F1=F2。例:天平
不等臂天平的使用:
物左砝右时质量为m1,物右砝左时质量为m2,则物体质量为m=,天平两边力臂之比为
欲使已平衡的杠杆在改变力或力臂后再次平衡,则应有改变后的两侧的力与力臂的乘积相等,或者是两边的力或力臂同时改变相同的倍数。(不是相同的大小)
6、杠杆两端挂同种金属块平衡后,同时没入水中,杠杆仍然平衡;若挂不同种金属块,则杠杆失去平衡,密度较大的一端下沉。
认识和利用滑轮
认识滑轮和滑轮组
实质
力的关系
(F,G)
距离关系
(s,h)
速度关系
(,)
作用
定滑轮
等臂杠杆
F=G
s=h
=
改变力的方向,
既不省力也不省距离
动滑轮
动力臂是阻力臂两倍的杠杆
F=G
s=2h
=2
省一半力,
费距离
滑轮组
F=G
s=nh
=n
既可省力又能改变力的方向
费距离
(忽略摩擦,=+)
滑轮组用力情况的判断
判断用力情况的关键是弄清几段绳子承担动滑轮和重物,在数绳子时,不但要明确绳子是否承担动滑轮和重物的重力,还要看清滑轮组的组装方式,不能只看滑轮个数。
滑轮组绳子段数n与动滑轮个数m之间的关系:n=2m或n=2m+1。
n为偶数时,绳子起点在定滑轮上;n为奇数时,绳子起点在动滑轮上。
4、在给滑轮组绕绳时,若要求人站在地上拉动重物上升。则绳子最后必定穿过定滑轮,拉力方向向下。
怎样才算做功
做功的条件
一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过了距离,二者缺一不可。
2、常见的几种看似做功而实际没有做功的情况:(不劳无功,劳而无功)
物体依靠惯性通过了一段距离,如推出去的铅球,投掷出去的标枪。
有力作用在物体上,物体没有移动距离,如推而不动,搬而未起。
有力作用在物体上,物体也移动了一段距离,但力的方向与移动方向垂直或指向反方向。如:用手提着水桶水平运动,关闭发动机的汽车慢慢停下来。
3、功的大小
公式:W=Fs
F是做功的力的大小,s是物体在动力F的方向上通过的距离,它不一定等于物体实际移动的距离。
使用机械提升重物时,动力做功可以使用公式W=Fs来计算,克服物体重力做功W=Gh。
从斜面上滑下的物体,重力G对物体做功,物体在力的方向上移动的距离是斜面高h,而不是物体实际移动的距离即斜面的长,所以重力做的功是:W=Gh
(省力的机械多移动距离,费力的机械省距离,总之任何机械都不省功,但使用机械可以给人们带来方便)
做功的快慢
功率的意义:表示物体做功的快慢。
功率的定义:单位时间里物体完成的功。
公式:
(特别提醒:运动公式时要注意,当功率一定时,要增大牵引力需要减小速度)
单位:W 、kW
功率数据的意义:一台机器的功率为500W,表示这台机器在1s内做功500J。
区别机械的总功率和有用功率:
总功率指机械本身产生的功率,
有用功率指机械用来做有用功的那部分功率:,P有用=P总·η
机械效率
机械效率的定义:有用功跟总功的比值
公式:
对于任何机械,η总小于1。
有用功、总功、额外功
有用功是为了达到目的、完成任务而对物体做的功。如:克服物重提升物体时,,克服地面对物体的摩擦使物体运动时,。
额外功是指对人们无用,但因为摩擦力和机械自重等存在,克服摩擦力和机械自重而不得不做的功。
使用机械提升重物时,用来克服机械自重和机械各部分摩擦所做的是额外功;水平移动物体时,所做的克服有用摩擦之外所做的功为额外功。
总功是:,也就是人们使用机械时实际做的功。,式中是作用在机械上的动力,是动力通过的距离。
提高机械效率的主要方法:增加有用功,减少额外功,增大有用功与额外功的比值。
对于组合一定的滑轮组,增大提升物体的重力,增大所做的有用功,可提高其机械效率。
4.计算机械效率的各种变形式.
A.在竖直方向上提升物体,η==== (对于杠杆:n=s/h=;对于滑轮组:n=s/h,s为动力移动的距离,h为物体提升的高度)
注:若只计动滑轮的重,则F=(G+G轮)/n
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